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山东省菏泽市鄄城县第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题
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这是一份山东省菏泽市鄄城县第一中学2024-2025学年高二上学期10月月考物理试题，共13页。试卷主要包含了本试卷分选择题和非选择题两部分，答题前，考生务必用直径0，本卷命题范围，9m/s2等内容，欢迎下载使用。
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：选择性必修第一册第一章，电学实验。
一、选择题（本题共12小题，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.如图所示，一质量为m的壁球从空中以一定的初速度水平抛出，重力加速度大小为g，假设壁球可视为质点；忽略空气阻力，壁球动量改变量与运动时间t和下落高度h的关系，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
2.如图所示，水火箭中水被向下喷出时，瓶及瓶内的空气就受力向上冲，水火箭就是利用这个原理升空的.某同学将静置在地面上的质量为800g（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为200g的水以相对地面大小为80m/s的速度竖直向下喷出，水喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（ ）
A.16kg•m/sB.32kg•m/sC.64kg•m/sD.128kg•m/s
3.如图所示是江苏无锡灵山举行撞杠撞钟跨年仪式，聆听重达12.8吨的祥符禅钟雄厚悠扬之鸣，企盼在新的一年里吉祥如意、万事顺遂.某次撞击前撞杠的速度为5m/s，撞击后撞杠反弹，且速度大小变为3m/s.已知撞杠撞钟的时间为0.2s，撞杠的质量为100kg.则撞杠对钟撞击力大小为（ ）
A.800NB.1000NC.1500ND.4000N
4. 2023年4月20日，今年第1号台风“珊瑚”在西北太平洋洋面上生成，登陆时中心附近最大风力有8级.某竖直面内的户外广告牌的迎风面积为S=50m2，所能承受的最大风力为F=2.4×104N.若风吹到广告牌速度立刻减为零，空气密度为ρ=1.2kg/m3，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值为（ ）
A.10m/sB.15m/sC.20m/sD.25m/s
5.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着人们的安全，刑法修正案新增高空抛物罪.假设质量为100g的梨子从离地面180m高的高楼窗户自由下落到地面，其高度（h）—时间（t）图像如图所示，梨子与地面撞击时间为0.02s，撞击后不反弹，假设梨子可视为质点，不计空气阻力，则（ ）
A.当地重力加速度大小为9.9m/s2
B. t=3s时该图像切线的斜率为速度大小，即40m/s
C.梨子落地时的速度大小为60m/s
D.梨子对地面平均作用力的大小为299N
6.如图所示，有一质量为m的小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块.滑块的质量为3m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为g，在小球运动过程中，（ ）
A.小球和滑块组成的系统动量守恒
B.小球在圆弧轨道最高点的速度大小为
C.小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为
D.小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为
7.如图所示，用不可伸长的轻质细绳将木块悬挂于一点O，开始木块静止不动.一颗质量为m的弹丸水平向右射入质量为M=50m木块后未射出木块，第一次弹丸的速度为v1=255m/s，射入木块后二者共同摆动的最大摆角为α，当其第一次返回初始位置时，第二颗弹丸以水平速度v2又击中木块，且也未射出木块，使木块向右摆动且最大摆角仍为α，木块和弹丸可视为质点，空气阻力不计，则第二颗弹丸的水平速度v2大小为（ ）
A.515m/sB.618m/sC.721m/sD.824m/s
8. 2024年巴黎奥运会于7月26日至8月11日举行，中国国家跳水队是中国体育届的王牌之师，在各项奥运项目中高居榜首，被誉为跳水“梦之队”.某次比赛中，质量m=50kg的运动员（可看作质点）从距水面h=5m的跳台边缘处由静止自由落下，触水瞬间，运动员受到水对他的竖直向上的作用力的大小，式中水的密度，触水瞬间的有效面积，运动员从接触水面到速度减为0用时2s，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（ ）
A.运动员从离开跳台到接触水面过程中重力的冲量大小为600N•s
B.运动员触水瞬间受到水的作用力大小为300N
C.运动员触水瞬间加速度的大小为1.6m/s2
D.运动员从触水到速度减为0的过程中受到水的平均作用力的大小为850N
9.如图所示，在光滑水平面上放置一半径为R的光滑半圆轨道，A、B点与圆心等高，C点是圆弧最低点.现让小球从A点静止释放，已知小球及半圆轨道的质量均为m，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A.小球不能到达半圆轨道上的B点
B.半圆轨道向左运动的最远距离为R
C.小球的最大速度的大小为
D.小球的最大速度的大小为
10.如图所示，光滑的圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的C点与水平面相切，其半径为OB=OC=R=1.2m.在水平面内有一质量M=2kg的小球Q连接着轻质弹簧处于静止状态，现有一质量为m=1kg的小球P从B点正上方h=1.8m高处由静止释放，小球P和小球Q大小相同，均可视为质点，当地的重力加速度g=10m/s2，则（ ）
A.小球P到达圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小为70N
B.小球P到达圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小为60N
C.在小球P压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能为20J
D.在小球P压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能为40J
11.如图所示，光滑水平面上有一根轻质弹簧，弹簧两端分别连接小物块P和小物块N，处于静止状态.一足够长且倾角为θ的光滑斜面体固定在地面上，斜面底端与地面平滑连接.小物块M与斜面底端的距离为L，小物块M由静止开始释放，在水平地面上与N发生弹性碰撞（碰撞时间极短）.已知小物块M、N、P的质量均为m，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A.小物块M与小物块N碰撞前的速度为
B.小物块M与小物块N碰撞后瞬间的速度为
C.弹簧的最大弹性势能为
D.弹簧恢复原长时，小物块P的速度为
12.台球是大家比较喜爱的一项运动.在光滑水平面上，小明利用一个白球A以初速度v0去撞击10个一字排开的相同花球，如图所示，已知台球之间的碰撞为弹性正碰，白球质量是花球质量的2倍，则（ ）
A白球A第一次弹性正碰后速度大小为
B.编号为1的花球的最终速度大小为
C.编号为2的花球的最终速度大小为
D.编号为10的花球的最终速度大小为
二、实验题（本题共2小题，共14分）
13.（6分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置测速度并验证动量守恒定律.
甲乙
（1）图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数字计时器相连，弹性滑块A、B质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d= cm；
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系是mA mB（填“>”“=”或“<”）；
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为t1=0.01s，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为t2和t3，碰前A的速度大小为vA= m/s；
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式 （用字母mA、mB、t1、t2、t3表示），则可认为验证了动量守恒定律。
14.（8分）如图甲所示，某同学准备测定一电池（电动势约为1.5V，内阻约为几欧姆）的电动势E和内阻r.
（1）除了待测电池外，还有下列器材供选用：
A.电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω）
B.电流表（量程0~3A，内阻约为0.02Ω）
C.电压表（量程0~3V，内阻约为15kΩ）
D.电压表（量程0~15V，内阻约为75kΩ）
E.滑动变阻器（0~20Ω）
F.开关（S）、导线若干
为使测量尽量准确，实验中电流表应选用 ；电压表应选用 .（均填器材的字母代号）
（2）请在图乙所示的实物图中，用实线代替导线将器件按原理图甲连接成实验电路；
（3）按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录如图丙.根据图线得到被测水果电池的电动势E= V，内电阻r=
Ω（结果保留三位有效数字）.
三、计算题（本题共4小题，共计46分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（8分）如图所示，水平地面上静止放置着紧靠在一起的物体A和B，两物体可视为质点且质量均为1kg，物体A与左侧地面间的动摩擦因数为0.3，物体B右侧光滑.两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，分离瞬间物体A的速度大小为3m/s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力.求：
（1）A、B两物体分离瞬间获得的总能量；
（2）A、B两物体分离3s后两者之间的距离.
16.（10分）人们盖房打地基叫打夯，如图所示，在某次打夯过程中，两人通过绳子对夯锤各施加一个力，使其竖直上升，上升过程中各拉力的方向始终都与竖直方向成37°夹角，大小均保持800N不变.夯锤离开地面40cm后两人撤去拉力，夯锤落地后撞击地面的时间为0.01s.已知夯锤的质量为100kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力.求：
（1）打夯两人撤去拉力前，夯锤上升时的加速度大小；
（2）夯锤落地前瞬间的速度大小；
（3）夯锤撞击地面的平均冲力大小.
17.（12分）如图所示，质量mA=1kg的物块A在光滑水平平台上向右运动，紧靠在水平平台右端的长木板上表面NQ水平并与平台等高且底面光滑，NQ的长度L=2m，长木板的右端为半径R=0.1m的光滑圆弧，长木板的左端有一可视为质点的滑块B，其质量为mB=3kg，与NQ间的动摩擦因数μ=0.1.滑块A沿平台向右运动与滑块B发生弹性碰撞，测得碰后滑块B的速度大小vB=3m/s，已知M点到平台边缘足够远，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）滑块A和B碰撞前A的速度大小v0；
（2）为使滑块B不能从长木板右端滑离长木板，长木板的最大质量mC.
18.（16分）如图所示，长木板乙静止在粗糙的水平地面上，物块丙（可视为质点）放在长木板的最左端，物块甲从右端以v0=9m/s的速度向左运动，甲与乙发生弹性碰撞（时间极短）之后移走甲，乙、丙发生相对运动，整个过程中丙始终未滑离长木板.已知甲、乙和丙的质量分别为m1=2.0kg、m2=1.0kg和m3=1.0kg，甲与地面之间的摩擦力忽略不计，乙与地面间的动摩擦因数为μ1=0.2，丙与长木板间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力按滑动摩擦力计算，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）甲与乙碰撞后瞬间的速度分别多大；
（2）乙与丙在甲、乙碰后多长时间达到共同速度及共同速度的大小；
（3）丙最终到乙左端的距离多大.
参考答案、提示及评分细则
1.D 壁球做平抛运动只受重力，动量的变化等于重力的冲量，也是竖直方向的动量变化，有；平抛的竖直分运动为自由落体运动，则有，故有，只有选项D正确.
2.A 水从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和水组成的系统动量守恒，设水喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得，解得，选项A正确.
3.D 撞杠撞击钟的过程，对撞杠由动量定理得，其中初速度，末速度，撞击时间，联立解得，根据牛顿第三定律得，撞杠对钟撞击力大小为4000N，D正确。
4.C 设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有，取风的方向为正方向，对风根据动量定理有，解得广告牌能承受的最大风力，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值，只有选项C正确.
5.C 由图可知，前3s梨子下落的高度为，该处的重力加速度大小为，选项A错误；t=3s时该图像切线的斜率即为t=3s时的速度大小，即，选项B错误；根据题意可知，梨子下落的总高度为h=180m，则梨子落地时间为，梨子落地时的速度为，选项C正确；梨子与地面撞击时受到自身的重力mg和地面的弹力F，规定向上为正方向，由动量定理可知，解得F=301N，根据牛顿第三定律可知梨子对地面平均作用力的大小为301N，选项D错误.
6.C 在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统竖直方向动量不守恒，A错误；小球在圆弧轨道上升到最高时小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒，规定v0的方向为正方向，有，得，B错误；根据机械能守恒定律得，解得，C正确；小球离开圆弧轨道时，根据动量守恒定律，则有，根据机械能守恒定律，则有，联立以上两式可得，，D错误.
7.A 根据摆动过程中机械能守恒和两次击中木块摆动的角度相等可知，两次击中木块后木块的速度相同设为v，由动量守恒得第一次，第二次，，联立以上三式得第二颗弹丸的水平速度，只有选项A正确.
8.C 运动员从离开跳台到接触水面过程仅受重力作用，有，解得，则重力冲量的大小，A错误；运动员触水瞬间的速度大小，则运动员触水瞬间受到水的作用力大小为，B错误；由牛顿第二定律有，则运动员触水瞬间加速度的大小为，C正确；取竖直向下为正方向，设运动员受到水的平均作用力大小为F，方向向上，由动量定理得，解得F=750N，D错误.
9.BD 小球与半圆轨道作用过程系统水平方向动量守恒，小球运动到半圆轨道右侧最高点时，小球与轨道水平速度为零，由机械能守恒定律可知，小球恰能到达B点，A错误；当小球到达B点时，半圆轨道向左运动的距离最远，设小球水平位移为x，半圆轨道水平位移为y，由动量守恒定律，得.由几何关系有，解得，B正确；当小球运动到最低点时，速度最大，设此时小球的速度为v1，半圆轨道的速度为v2，由动量守恒定律有，由能量守恒定律有，联立解得，C错误，D正确.
10.BC 小球P从A点运动到C点的过程中机械能守恒：，在最低点C处由牛顿第二定律得，得.由牛顿第三定律小球对轨道的压力大小为60N，方向向下.选项B正确.A错误；当P、Q两球速度相等时，弹簧具有的弹性势能最大，令共同速度为v，由P、Q两球系统动量守恒得：，根据机械能守恒定律：.由以上关系得.选项C正确，D错误.
11.ACD 小物块M由静止释放到碰撞前，根据动能定理，解得小物块M与小物块N碰撞前的速度为，A正确；小物块M与小物块N碰撞前后动量守恒，机械能守恒，则，，解得小物块M与小物块N碰撞后瞬间M的速度为，N的速度为，B错误；弹被压缩到最短时，此时N、P两物块的速度相等，弹簧的弹性势能最大，根据，，解得弹簧的最大弹性势能为，C正确；弹簧恢复原长时，同理由小物块N与小物块P作用前后动量守恒，机械能守恒，可得小物块N与小物块P交换速度，故此时物块P的速度为，D正确.
12.BD 质量为2m的白球A以初速度v0与编号为10的花球发生弹性正碰，满足动量守恒和机械能守恒，设碰后，白球A和编号为10的花球的速度分别为vA1、v1，以向右为正方向，则，，解得，，A错误；同理分析，两个质量相同的花球碰撞时，根据动量守恒定律和机械能守恒，两球速度交换，此时编号为10的花球与编号为9的花球交换速度，以此类推，最终编号为1的花球的速度为，B正确；质量为2m的白球A以初速度与编号为10的花球（速度为零）第2次发生弹性正碰，满足动量守恒定律和机械能守恒，则，，解得，，接者编号为10到3的花球依次与前面小球碰撞，最终可得编号为2的花球的速度为，C错误；因为，编号为2的花球不会与编号为1的花球再碰，依次类推，第10次碰撞后编号为10的花球的速度为，D正确.
13.（1）0.545（1分）（2）>（1分）（3）0.545（2分）（4）
解析：（1）游标卡尺的精度为0.05mm，遮光片的宽度；
（2）A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则不会发生反弹。
（3）滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，则碰前A的速度.
（4）碰后A的速度，碰后B的速度；由系统动守恒有，化简可得表达式.
14.（1）A（1分）C（1分）（2）如图所示（2分）（3）1.50（2分）1.00（2分）
解析：（1）电池的电动势约为1.5V，内阻约为几欧姆，电路最大电流约为零点几安，所以电流表应选量程为0~0.6A的电流表，选A；电压表应选程为0~3V的电压表，选C.
（2）根据电路图，用实线代替导线将器件连接成实验电路如图所示.
（3）根据闭合电路欧姆定律可得，根据U-I图线的纵截距得到被测电池的电动势E=1.50V，根据图线斜率的绝对值可得内电阻.
15.解：（1）炸药爆炸后，设分离瞬间物体A的速度大小为vA，物体B的速度大小为vB，对A、B两物体组成的系统由动守恒定律得
由能量守恒得
联立可得A、B两物体分离瞬间获得的总能量
（2）A、B两物体分离后，物体A向左匀减速滑行，对A受力分析.
根据牛顿第二定律得
根据运动学公式得物体A从分离到停止运动，经过的时间
物体A运动的位移
物体B运动的位移
故A、B两物体分离3s后之间的距离
16.解：（1）撤去拉力前，夯锤受到重力和两根绳子的拉力，夯锤受到的合力
根据牛顿第二定律，有
解得
（2）设夯锤落地瞬间的速度大小为v，拉力作用的位移为h=0.4m
由动能定理，有
解得
（3）设夯锤砸向地面时受到的平均支持力大小为F，由动定理，有
由牛顿第三定律得，夯锤对地面平均冲力大小为F'=F
解得
17.解：（1）滑块A和B碰撞过程动量守恒，机械能守恒，则有
①
②
联立①②解得
代入数据得
（2）在保证B不能从右端滑离长木板，长木板质量取最大时，对应的情况是B刚好滑到圆弧的顶端时，B与长木板共速
对B和长木板有
③
④
联立③④代入数据可得
18.解：（1）设甲、乙碰撞后瞬间物块甲和长木板乙的速度大小分别为v甲、v乙.
甲、乙碰撞前后由动量守恒
由能量守恒有
解得，
（2）碰后乙的加速度
解得
丙的加速度解得
设乙，丙在甲、乙碰后t0时间内达到共同速度，则有
解得
此时乙、丙的共同速度
（3）达到共同速度后乙的加速度
解得
木板乙静止时向左的位移解得
物体丙静止时的位移解得
所以丙最终距离乙左端的长度解得
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2.答题前，考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围：选择性必修第一册第一章，电学实验。
一、选择题（本题共12小题，共40分.在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，第9~12题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）
1.如图所示，一质量为m的壁球从空中以一定的初速度水平抛出，重力加速度大小为g，假设壁球可视为质点；忽略空气阻力，壁球动量改变量与运动时间t和下落高度h的关系，正确的是（ ）
A. B.
C. D.
2.如图所示，水火箭中水被向下喷出时，瓶及瓶内的空气就受力向上冲，水火箭就是利用这个原理升空的.某同学将静置在地面上的质量为800g（含水）的自制“水火箭”释放升空，在极短的时间内，质量为200g的水以相对地面大小为80m/s的速度竖直向下喷出，水喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（ ）
A.16kg•m/sB.32kg•m/sC.64kg•m/sD.128kg•m/s
3.如图所示是江苏无锡灵山举行撞杠撞钟跨年仪式，聆听重达12.8吨的祥符禅钟雄厚悠扬之鸣，企盼在新的一年里吉祥如意、万事顺遂.某次撞击前撞杠的速度为5m/s，撞击后撞杠反弹，且速度大小变为3m/s.已知撞杠撞钟的时间为0.2s，撞杠的质量为100kg.则撞杠对钟撞击力大小为（ ）
A.800NB.1000NC.1500ND.4000N
4. 2023年4月20日，今年第1号台风“珊瑚”在西北太平洋洋面上生成，登陆时中心附近最大风力有8级.某竖直面内的户外广告牌的迎风面积为S=50m2，所能承受的最大风力为F=2.4×104N.若风吹到广告牌速度立刻减为零，空气密度为ρ=1.2kg/m3，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值为（ ）
A.10m/sB.15m/sC.20m/sD.25m/s
5.高空抛物现象曾被称为“悬在城市上空的痛”，威胁着人们的安全，刑法修正案新增高空抛物罪.假设质量为100g的梨子从离地面180m高的高楼窗户自由下落到地面，其高度（h）—时间（t）图像如图所示，梨子与地面撞击时间为0.02s，撞击后不反弹，假设梨子可视为质点，不计空气阻力，则（ ）
A.当地重力加速度大小为9.9m/s2
B. t=3s时该图像切线的斜率为速度大小，即40m/s
C.梨子落地时的速度大小为60m/s
D.梨子对地面平均作用力的大小为299N
6.如图所示，有一质量为m的小球，以速度v0滑上静置于光滑水平面上带有四分之一光滑圆弧轨道的滑块.滑块的质量为3m，小球在上升过程中始终未能冲出圆弧，重力加速度为g，在小球运动过程中，（ ）
A.小球和滑块组成的系统动量守恒
B.小球在圆弧轨道最高点的速度大小为
C.小球在圆弧轨道上能上升的最大高度为
D.小球离开圆弧轨道时圆弧轨道的速度大小为
7.如图所示，用不可伸长的轻质细绳将木块悬挂于一点O，开始木块静止不动.一颗质量为m的弹丸水平向右射入质量为M=50m木块后未射出木块，第一次弹丸的速度为v1=255m/s，射入木块后二者共同摆动的最大摆角为α，当其第一次返回初始位置时，第二颗弹丸以水平速度v2又击中木块，且也未射出木块，使木块向右摆动且最大摆角仍为α，木块和弹丸可视为质点，空气阻力不计，则第二颗弹丸的水平速度v2大小为（ ）
A.515m/sB.618m/sC.721m/sD.824m/s
8. 2024年巴黎奥运会于7月26日至8月11日举行，中国国家跳水队是中国体育届的王牌之师，在各项奥运项目中高居榜首，被誉为跳水“梦之队”.某次比赛中，质量m=50kg的运动员（可看作质点）从距水面h=5m的跳台边缘处由静止自由落下，触水瞬间，运动员受到水对他的竖直向上的作用力的大小，式中水的密度，触水瞬间的有效面积，运动员从接触水面到速度减为0用时2s，忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2.下列说法正确的是（ ）
A.运动员从离开跳台到接触水面过程中重力的冲量大小为600N•s
B.运动员触水瞬间受到水的作用力大小为300N
C.运动员触水瞬间加速度的大小为1.6m/s2
D.运动员从触水到速度减为0的过程中受到水的平均作用力的大小为850N
9.如图所示，在光滑水平面上放置一半径为R的光滑半圆轨道，A、B点与圆心等高，C点是圆弧最低点.现让小球从A点静止释放，已知小球及半圆轨道的质量均为m，重力加速度为g，以下说法正确的是（ ）
A.小球不能到达半圆轨道上的B点
B.半圆轨道向左运动的最远距离为R
C.小球的最大速度的大小为
D.小球的最大速度的大小为
10.如图所示，光滑的圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的C点与水平面相切，其半径为OB=OC=R=1.2m.在水平面内有一质量M=2kg的小球Q连接着轻质弹簧处于静止状态，现有一质量为m=1kg的小球P从B点正上方h=1.8m高处由静止释放，小球P和小球Q大小相同，均可视为质点，当地的重力加速度g=10m/s2，则（ ）
A.小球P到达圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小为70N
B.小球P到达圆弧轨道最低点C时对轨道的压力大小为60N
C.在小球P压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能为20J
D.在小球P压缩弹簧的过程中弹簧具有的最大弹性势能为40J
11.如图所示，光滑水平面上有一根轻质弹簧，弹簧两端分别连接小物块P和小物块N，处于静止状态.一足够长且倾角为θ的光滑斜面体固定在地面上，斜面底端与地面平滑连接.小物块M与斜面底端的距离为L，小物块M由静止开始释放，在水平地面上与N发生弹性碰撞（碰撞时间极短）.已知小物块M、N、P的质量均为m，重力加速度为g，弹簧始终在弹性限度内，下列说法正确的是（ ）
A.小物块M与小物块N碰撞前的速度为
B.小物块M与小物块N碰撞后瞬间的速度为
C.弹簧的最大弹性势能为
D.弹簧恢复原长时，小物块P的速度为
12.台球是大家比较喜爱的一项运动.在光滑水平面上，小明利用一个白球A以初速度v0去撞击10个一字排开的相同花球，如图所示，已知台球之间的碰撞为弹性正碰，白球质量是花球质量的2倍，则（ ）
A白球A第一次弹性正碰后速度大小为
B.编号为1的花球的最终速度大小为
C.编号为2的花球的最终速度大小为
D.编号为10的花球的最终速度大小为
二、实验题（本题共2小题，共14分）
13.（6分）某实验小组设计了如图甲所示的实验装置测速度并验证动量守恒定律.
甲乙
（1）图中水平桌面上放置气垫导轨，导轨上有光电门1和光电门2，它们与数字计时器相连，弹性滑块A、B质量分别为mA、mB，两遮光片沿运动方向的宽度均为d，利用游标卡尺测量遮光片的宽度，测量结果如图乙所示，遮光片的宽度d= cm；
（2）实验中为确保碰撞后滑块A不反向运动，则mA、mB应满足的关系是mA mB（填“>”“=”或“<”）；
（3）实验先调节气垫导轨成水平状态，再轻推滑块A，测得A通过光电门1的遮光时间为t1=0.01s，A与B相碰后，B和A先后经过光电门2的遮光时间分别为t2和t3，碰前A的速度大小为vA= m/s；
（4）在实验误差允许的范围内，若满足关系式 （用字母mA、mB、t1、t2、t3表示），则可认为验证了动量守恒定律。
14.（8分）如图甲所示，某同学准备测定一电池（电动势约为1.5V，内阻约为几欧姆）的电动势E和内阻r.
（1）除了待测电池外，还有下列器材供选用：
A.电流表（量程0~0.6A，内阻约为0.1Ω）
B.电流表（量程0~3A，内阻约为0.02Ω）
C.电压表（量程0~3V，内阻约为15kΩ）
D.电压表（量程0~15V，内阻约为75kΩ）
E.滑动变阻器（0~20Ω）
F.开关（S）、导线若干
为使测量尽量准确，实验中电流表应选用 ；电压表应选用 .（均填器材的字母代号）
（2）请在图乙所示的实物图中，用实线代替导线将器件按原理图甲连接成实验电路；
（3）按正确的器材连接好实验电路后，接通开关，改变滑动变阻器的阻值R，读出对应的电流表的示数I和电压表的示数U，并作记录如图丙.根据图线得到被测水果电池的电动势E= V，内电阻r=
Ω（结果保留三位有效数字）.
三、计算题（本题共4小题，共计46分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
15.（8分）如图所示，水平地面上静止放置着紧靠在一起的物体A和B，两物体可视为质点且质量均为1kg，物体A与左侧地面间的动摩擦因数为0.3，物体B右侧光滑.两物体间夹有炸药，爆炸后两物体沿水平方向左右分离，分离瞬间物体A的速度大小为3m/s，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力.求：
（1）A、B两物体分离瞬间获得的总能量；
（2）A、B两物体分离3s后两者之间的距离.
16.（10分）人们盖房打地基叫打夯，如图所示，在某次打夯过程中，两人通过绳子对夯锤各施加一个力，使其竖直上升，上升过程中各拉力的方向始终都与竖直方向成37°夹角，大小均保持800N不变.夯锤离开地面40cm后两人撤去拉力，夯锤落地后撞击地面的时间为0.01s.已知夯锤的质量为100kg，重力加速度g取10m/s2，sin37°=0.6，cs37°=0.8，不计空气阻力.求：
（1）打夯两人撤去拉力前，夯锤上升时的加速度大小；
（2）夯锤落地前瞬间的速度大小；
（3）夯锤撞击地面的平均冲力大小.
17.（12分）如图所示，质量mA=1kg的物块A在光滑水平平台上向右运动，紧靠在水平平台右端的长木板上表面NQ水平并与平台等高且底面光滑，NQ的长度L=2m，长木板的右端为半径R=0.1m的光滑圆弧，长木板的左端有一可视为质点的滑块B，其质量为mB=3kg，与NQ间的动摩擦因数μ=0.1.滑块A沿平台向右运动与滑块B发生弹性碰撞，测得碰后滑块B的速度大小vB=3m/s，已知M点到平台边缘足够远，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）滑块A和B碰撞前A的速度大小v0；
（2）为使滑块B不能从长木板右端滑离长木板，长木板的最大质量mC.
18.（16分）如图所示，长木板乙静止在粗糙的水平地面上，物块丙（可视为质点）放在长木板的最左端，物块甲从右端以v0=9m/s的速度向左运动，甲与乙发生弹性碰撞（时间极短）之后移走甲，乙、丙发生相对运动，整个过程中丙始终未滑离长木板.已知甲、乙和丙的质量分别为m1=2.0kg、m2=1.0kg和m3=1.0kg，甲与地面之间的摩擦力忽略不计，乙与地面间的动摩擦因数为μ1=0.2，丙与长木板间的动摩擦因数μ2=0.1，最大静摩擦力按滑动摩擦力计算，重力加速度g取10m/s2，求：
（1）甲与乙碰撞后瞬间的速度分别多大；
（2）乙与丙在甲、乙碰后多长时间达到共同速度及共同速度的大小；
（3）丙最终到乙左端的距离多大.
参考答案、提示及评分细则
1.D 壁球做平抛运动只受重力，动量的变化等于重力的冲量，也是竖直方向的动量变化，有；平抛的竖直分运动为自由落体运动，则有，故有，只有选项D正确.
2.A 水从火箭喷口喷出的瞬间，火箭和水组成的系统动量守恒，设水喷出后的瞬间，火箭的动量大小为p，根据动量守恒定律，可得，解得，选项A正确.
3.D 撞杠撞击钟的过程，对撞杠由动量定理得，其中初速度，末速度，撞击时间，联立解得，根据牛顿第三定律得，撞杠对钟撞击力大小为4000N，D正确。
4.C 设t时间内吹到广告牌上的空气质量为m，则有，取风的方向为正方向，对风根据动量定理有，解得广告牌能承受的最大风力，则广告牌能承受的垂直迎风面方向的风速最大值，只有选项C正确.
5.C 由图可知，前3s梨子下落的高度为，该处的重力加速度大小为，选项A错误；t=3s时该图像切线的斜率即为t=3s时的速度大小，即，选项B错误；根据题意可知，梨子下落的总高度为h=180m，则梨子落地时间为，梨子落地时的速度为，选项C正确；梨子与地面撞击时受到自身的重力mg和地面的弹力F，规定向上为正方向，由动量定理可知，解得F=301N，根据牛顿第三定律可知梨子对地面平均作用力的大小为301N，选项D错误.
6.C 在小球运动过程中，小球和滑块组成的系统在水平方向上动量守恒，系统竖直方向动量不守恒，A错误；小球在圆弧轨道上升到最高时小球与滑块速度相同，系统在水平方向上动量守恒，规定v0的方向为正方向，有，得，B错误；根据机械能守恒定律得，解得，C正确；小球离开圆弧轨道时，根据动量守恒定律，则有，根据机械能守恒定律，则有，联立以上两式可得，，D错误.
7.A 根据摆动过程中机械能守恒和两次击中木块摆动的角度相等可知，两次击中木块后木块的速度相同设为v，由动量守恒得第一次，第二次，，联立以上三式得第二颗弹丸的水平速度，只有选项A正确.
8.C 运动员从离开跳台到接触水面过程仅受重力作用，有，解得，则重力冲量的大小，A错误；运动员触水瞬间的速度大小，则运动员触水瞬间受到水的作用力大小为，B错误；由牛顿第二定律有，则运动员触水瞬间加速度的大小为，C正确；取竖直向下为正方向，设运动员受到水的平均作用力大小为F，方向向上，由动量定理得，解得F=750N，D错误.
9.BD 小球与半圆轨道作用过程系统水平方向动量守恒，小球运动到半圆轨道右侧最高点时，小球与轨道水平速度为零，由机械能守恒定律可知，小球恰能到达B点，A错误；当小球到达B点时，半圆轨道向左运动的距离最远，设小球水平位移为x，半圆轨道水平位移为y，由动量守恒定律，得.由几何关系有，解得，B正确；当小球运动到最低点时，速度最大，设此时小球的速度为v1，半圆轨道的速度为v2，由动量守恒定律有，由能量守恒定律有，联立解得，C错误，D正确.
10.BC 小球P从A点运动到C点的过程中机械能守恒：，在最低点C处由牛顿第二定律得，得.由牛顿第三定律小球对轨道的压力大小为60N，方向向下.选项B正确.A错误；当P、Q两球速度相等时，弹簧具有的弹性势能最大，令共同速度为v，由P、Q两球系统动量守恒得：，根据机械能守恒定律：.由以上关系得.选项C正确，D错误.
11.ACD 小物块M由静止释放到碰撞前，根据动能定理，解得小物块M与小物块N碰撞前的速度为，A正确；小物块M与小物块N碰撞前后动量守恒，机械能守恒，则，，解得小物块M与小物块N碰撞后瞬间M的速度为，N的速度为，B错误；弹被压缩到最短时，此时N、P两物块的速度相等，弹簧的弹性势能最大，根据，，解得弹簧的最大弹性势能为，C正确；弹簧恢复原长时，同理由小物块N与小物块P作用前后动量守恒，机械能守恒，可得小物块N与小物块P交换速度，故此时物块P的速度为，D正确.
12.BD 质量为2m的白球A以初速度v0与编号为10的花球发生弹性正碰，满足动量守恒和机械能守恒，设碰后，白球A和编号为10的花球的速度分别为vA1、v1，以向右为正方向，则，，解得，，A错误；同理分析，两个质量相同的花球碰撞时，根据动量守恒定律和机械能守恒，两球速度交换，此时编号为10的花球与编号为9的花球交换速度，以此类推，最终编号为1的花球的速度为，B正确；质量为2m的白球A以初速度与编号为10的花球（速度为零）第2次发生弹性正碰，满足动量守恒定律和机械能守恒，则，，解得，，接者编号为10到3的花球依次与前面小球碰撞，最终可得编号为2的花球的速度为，C错误；因为，编号为2的花球不会与编号为1的花球再碰，依次类推，第10次碰撞后编号为10的花球的速度为，D正确.
13.（1）0.545（1分）（2）>（1分）（3）0.545（2分）（4）
解析：（1）游标卡尺的精度为0.05mm，遮光片的宽度；
（2）A和B发生弹性碰撞，若用质量大的A碰质量小的B，则不会发生反弹。
（3）滑块经过光电门时挡住光的时间极短，则平均速度可近似替代滑块的瞬时速度，则碰前A的速度.
（4）碰后A的速度，碰后B的速度；由系统动守恒有，化简可得表达式.
14.（1）A（1分）C（1分）（2）如图所示（2分）（3）1.50（2分）1.00（2分）
解析：（1）电池的电动势约为1.5V，内阻约为几欧姆，电路最大电流约为零点几安，所以电流表应选量程为0~0.6A的电流表，选A；电压表应选程为0~3V的电压表，选C.
（2）根据电路图，用实线代替导线将器件连接成实验电路如图所示.
（3）根据闭合电路欧姆定律可得，根据U-I图线的纵截距得到被测电池的电动势E=1.50V，根据图线斜率的绝对值可得内电阻.
15.解：（1）炸药爆炸后，设分离瞬间物体A的速度大小为vA，物体B的速度大小为vB，对A、B两物体组成的系统由动守恒定律得
由能量守恒得
联立可得A、B两物体分离瞬间获得的总能量
（2）A、B两物体分离后，物体A向左匀减速滑行，对A受力分析.
根据牛顿第二定律得
根据运动学公式得物体A从分离到停止运动，经过的时间
物体A运动的位移
物体B运动的位移
故A、B两物体分离3s后之间的距离
16.解：（1）撤去拉力前，夯锤受到重力和两根绳子的拉力，夯锤受到的合力
根据牛顿第二定律，有
解得
（2）设夯锤落地瞬间的速度大小为v，拉力作用的位移为h=0.4m
由动能定理，有
解得
（3）设夯锤砸向地面时受到的平均支持力大小为F，由动定理，有
由牛顿第三定律得，夯锤对地面平均冲力大小为F'=F
解得
17.解：（1）滑块A和B碰撞过程动量守恒，机械能守恒，则有
①
②
联立①②解得
代入数据得
（2）在保证B不能从右端滑离长木板，长木板质量取最大时，对应的情况是B刚好滑到圆弧的顶端时，B与长木板共速
对B和长木板有
③
④
联立③④代入数据可得
18.解：（1）设甲、乙碰撞后瞬间物块甲和长木板乙的速度大小分别为v甲、v乙.
甲、乙碰撞前后由动量守恒
由能量守恒有
解得，
（2）碰后乙的加速度
解得
丙的加速度解得
设乙，丙在甲、乙碰后t0时间内达到共同速度，则有
解得
此时乙、丙的共同速度
（3）达到共同速度后乙的加速度
解得
木板乙静止时向左的位移解得
物体丙静止时的位移解得
所以丙最终距离乙左端的长度解得
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